涂料技术
反应性微凝胶的制备及在涂料中的应用
2.3改善涂膜性能
反应性微凝胶能够形成一种非均相涂膜,这种涂膜通常具有良好的机械性能。袁才登等人用苯乙烯和羧基封端的不饱和聚酯为单体进行无皂乳液聚合,将微凝胶粒子冷冻干燥后改性不饱和聚酯,大幅度提升了不饱和聚酯的冲击强度。将微凝胶作为环氧树脂的增韧剂也是不错的选择,含有环氧基团的微凝胶颗粒对环氧树脂的增韧效果良好并同时提高了环氧树脂的耐热性能。采用氨基甲酸酯丙烯酸酯凝胶涂料,可为模塑制品表面提供持久的耐候性和耐磨性。在防腐性能方面,将一种含氟的核壳型反应性微凝胶用于水性自分层涂料,提高了涂膜表面的疏水能力,具有良好的防腐效果。通过选择合适的有机溶剂,将核/壳型羟基丙烯酸微凝胶添加到涂料中作为改性剂,涂膜的外观和透明性良好,而且微凝胶的网络结构提高了涂膜的防腐能力。但是,并非所有涂层添加微凝胶后都能改善涂膜性能。Ludivine在以过硫酸钾为引发剂,丙烯酸丁酯和丁二醇二丙烯酸酯(BDA)的种子半连续聚合中发现,交联剂丁二醇二丙烯酸酯的量越多,交联密度、接枝率以及含有凝胶结构的聚合物含量越低,同时BDA交联的共聚物表现出非常差的机械性能。作者将这些结果归因于BDA一级环化反应的发生几率较高所致。
2.4加快固化
微凝胶内部或表面有许多活性基团,易与其他单体进一步反应,而且由于其内部已生成交联结构,使得涂膜固化速度大大加快。方治齐等人以丙烯酸酯类单体合成核/壳型反应性微凝胶,壳层残留的官能团与氨基树脂进行交联反应。固化剂只需与壳层交联就可生成交联网络,大大缩短了固化时间,得到性能稳定、快速固化的丙烯酸酯微凝胶乳液。JanaMachotová等人通过半连续乳液聚合合成羟基微凝胶。实验数据表明:微凝胶网络结构加速了固化反应并同时提高了涂膜硬度。含有大量微凝胶的涂料在短暂的室温固化(1~2d)后就显示高的硬度,作者认为是由于添加了高玻璃化温度的微凝胶而引起涂膜硬度的增加。
3结语
反应性微凝胶作为一种有效的涂料改性组分,在日、美等国的涂料行业中已获得广泛应用。国内在这方面的研究也已经起步,但在商业应用方面还远远不足。随着人们对其基础研究的不断深入和对涂料品质要求的不断提升,反应性微凝胶在我国涂料工业中的应用必将日益广泛。
反应性微凝胶能够形成一种非均相涂膜,这种涂膜通常具有良好的机械性能。袁才登等人用苯乙烯和羧基封端的不饱和聚酯为单体进行无皂乳液聚合,将微凝胶粒子冷冻干燥后改性不饱和聚酯,大幅度提升了不饱和聚酯的冲击强度。将微凝胶作为环氧树脂的增韧剂也是不错的选择,含有环氧基团的微凝胶颗粒对环氧树脂的增韧效果良好并同时提高了环氧树脂的耐热性能。采用氨基甲酸酯丙烯酸酯凝胶涂料,可为模塑制品表面提供持久的耐候性和耐磨性。在防腐性能方面,将一种含氟的核壳型反应性微凝胶用于水性自分层涂料,提高了涂膜表面的疏水能力,具有良好的防腐效果。通过选择合适的有机溶剂,将核/壳型羟基丙烯酸微凝胶添加到涂料中作为改性剂,涂膜的外观和透明性良好,而且微凝胶的网络结构提高了涂膜的防腐能力。但是,并非所有涂层添加微凝胶后都能改善涂膜性能。Ludivine在以过硫酸钾为引发剂,丙烯酸丁酯和丁二醇二丙烯酸酯(BDA)的种子半连续聚合中发现,交联剂丁二醇二丙烯酸酯的量越多,交联密度、接枝率以及含有凝胶结构的聚合物含量越低,同时BDA交联的共聚物表现出非常差的机械性能。作者将这些结果归因于BDA一级环化反应的发生几率较高所致。
2.4加快固化
微凝胶内部或表面有许多活性基团,易与其他单体进一步反应,而且由于其内部已生成交联结构,使得涂膜固化速度大大加快。方治齐等人以丙烯酸酯类单体合成核/壳型反应性微凝胶,壳层残留的官能团与氨基树脂进行交联反应。固化剂只需与壳层交联就可生成交联网络,大大缩短了固化时间,得到性能稳定、快速固化的丙烯酸酯微凝胶乳液。JanaMachotová等人通过半连续乳液聚合合成羟基微凝胶。实验数据表明:微凝胶网络结构加速了固化反应并同时提高了涂膜硬度。含有大量微凝胶的涂料在短暂的室温固化(1~2d)后就显示高的硬度,作者认为是由于添加了高玻璃化温度的微凝胶而引起涂膜硬度的增加。
3结语
反应性微凝胶作为一种有效的涂料改性组分,在日、美等国的涂料行业中已获得广泛应用。国内在这方面的研究也已经起步,但在商业应用方面还远远不足。随着人们对其基础研究的不断深入和对涂料品质要求的不断提升,反应性微凝胶在我国涂料工业中的应用必将日益广泛。
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